JP3702495B2 - 景観表示システム - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、高層住宅の上層階からの景観、遠隔地の景観、海中の景観等を、その景観の展望場所に実際に立つことなく提供できる景観表示システムに関し、例えば、高層住宅や新規建築物の販売や建築等のためのプレゼンテーションや設定資料として必要になる当該建造物からの景観を与えるのに利用できる。
【0002】
【従来の技術】
例えば、建築前の高層住宅や遠隔地の別荘等の販売に際しては、そこに立って見た場合の景観がその建造物の価値を左右することから、販売資料として用いられている。また、公共建築物等にあっては、建築前に、建築された場合にそこから見える景観を計画説明資料や設計資料として用いることが行われている。
【0003】
従来、そのような景観は、航空写真、想像図、地形図に基づくコンピュータグラフィック(CG)画像等により提供されていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
航空写真や想像図により提供される景観は、観察者にとって単に絵を見るイメージであり、臨場感が得られない。そこで、CG画像により作成された景観を頭部装着型表示装置(HMD)を用いて観察者に視認させることで、実際の景観のイメージを再現することが試みられているが、現状のCG画像では十分な質感が得られず、かえって現実離れした景観しか表現できない。
【0005】
本発明は、上記課題を解決することのできる景観表示システムを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明による景観表示システムは、景観の撮影手段と、この撮影手段をその景観の展望位置に位置決めする手段と、この撮影手段によって撮影された映像を録画する手段と、その録画された映像を再生して観察者に視認させる表示装置と、その表示装置に接続される画像生成部を備え、その撮影手段は、右眼用映像の撮影部と左眼用映像の撮影部とを有し、その録画手段は、右眼用映像の録画部と左眼用映像の録画部とを有し、その表示装置は、頭部装着型とされるとともに、再生された右眼用映像を観察者の右眼に視認させ、再生された左眼用映像を観察者の左眼に視認させ、その撮影手段による景観撮影方向を3次元方向に変化させる手段を備え、その観察者の頭部の動きを検知する手段と、その動きに応じた信号により頭部装着型表示装置により表示される映像を変化させる手段とを有し、その撮影手段によって撮影された映像は広角で取得されて録画され、その画像生成部により、その広角で取得された映像の一部を再生時に前記表示装置により表示させ、その表示映像を観察者の頭部の動きに応じた信号により変化させることを特徴とする。
【0007】
【発明の作用および効果】
本発明のシステムにより、例えば建設予定の建造物からの景観を表示する場合は、カメラ等の撮影手段を建設機械等により景観展望位置まで移動させて位置決めして撮影を行ない、その撮影された映像をVTR等に録画し、その録画された映像を表示装置により再生して観察者に視認させる。
【0008】
本発明によれば、実際の展望位置から撮影した景観の映像を表示装置により観察者に視認させることで、その展望位置から離れた場所で、実際には未だ建設されていない建造物等からの景観と同様の仮想空間を観察者に提供できる。これにより、観察者は未建設の建造物等からの眺めを現実さながらに体験でき、時刻によって実際に景観が変化する様子を知ることもでき、その得られる景観は建造物の設計等における非常に有効な参考資料にもなる。
【0009】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【0010】
図1に示す景観表示システムは、建設予定の建造物の上層階からの景観を表示するために用いられるもので、景観の撮影手段としてカメラユニット1を有する。そのカメラユニット1は架台2に取り付けられ、その架台2がクレーン車3によりロープ4を介し吊り下げられることで、景観の展望位置まで移動させられる。そのカメラユニット1に、右眼用VTR5R、左眼用VTR5L、制御装置6が、ケーブルあるいは無線により接続され、その制御装置6に各VTR5R、5L、頭部装着型表示装置7、操作装置8がケーブルあるいは無線により接続される。
【0011】
図2示すように、そのカメラユニット1は、映像信号を取り出し可能な2台のカメラ10a、10bと、両カメラ10a、10bによる撮影方向を3次元方向に変化させるジンバル機構とを有する。そのジンバル機構は、両カメラ10a、10b各々の前後方向が互いに平行になるように保持するホルダー11と、そのホルダー11を両カメラ10a、10bの前後方向に直角なピッチ軸12まわりに旋回可能に支持する一対の支持プレート13と、そのホルダー11を旋回駆動する第1サーボモータ14と、両カメラ10a、10bを保持したホルダー11と支持プレート13と第1サーボモータ14とを支持する回転テーブル15と、その回転テーブル15を前記ピッチ軸12に直交するヨー軸16まわりに旋回させる第2サーボモータ17とを備える。
【0012】
図3示すように、その頭部装着型表示装置7は、左右一対の表示部21a、21bと、両表示部21a、21bを保持する保持部22とを有する。
【0013】
その保持部22は、例えばヘルメットやバンド形状等とされることで観察者20の頭部に装着可能とされ、その装着により両表示部21a、21bは観察者20の視野に対し一定の位置に位置決めされる。なお、観察者20の頭部とは頭頂部に限定されず、顔面も含む頸部から上の部分をいう。
【0014】
各表示部21a、21bは、それぞれCRTや液晶表示パネル等の表示素子26a、26bと、各表示素子26a、26bの表示制御装置27a、27bと、光学系とを有する。各表示制御装置27a、27bは、カメラユニット1により撮影された映像の画像信号を各表示素子26a、26bに送り、各表示素子26a、26bに画像信号に対応する画像を表示させる。各光学系は、レンズ系29a、29bと、ミラー30a、30bと、第1コンバイナ31a、31bと、第2コンバイナ32a、32bとを有する。各表示素子26a、26bにより表示される画像の表示光は、レンズ系29a、29bを介してミラー30a、30bおよび第1コンバイナ31a、31bにより反射され、第2コンバイナ32a、32bにより反射されると共に集束され、第1コンバイナ31a、31bを透過し、観察者20の目に導かれる。なお、第2コンバイナ32a、32bの前方において、バイザー35が保持部22に図1において矢印で示すように上下動可能に取り付けられる。そのバイザー35を上方に変位することで、観察者20は撮影画像だけでなくコンバイナ31a、31b、32a、32bを介して前方視野内の実際の物も視認でき、バイザー35を下方に変位することで撮影画像のみを視認できる。
【0015】
その観察者20の頭部の動きを検知するヘッドモーションセンサ30が設けられている。そのヘッドモーションセンサ30は公知のもの、例えば、保持部22に取り付けられるコイルと、そのコイルの周りに磁界を発生させる手段とを有し、磁界の中をコイルが移動することによる電流の変化に対応する信号を出力するものや、超音波の発信機と受信機とを用い、発信機を固定側に取り付け、保持部22に受信機を取り付け、受信機の動きによる超音波の発信機から受信機までの到達時間の変化に応じた信号を出力するものを用いることができる。
【0016】
図4に示すように、上記制御装置6は、コンピュータを有する画像生成部41と、コンピュータを有するモータコントロール部42と、VTRコントローラ43とを有する。そのVTRコントローラ43は、その画像生成部41と上記VTR5R、5Lとのインターフェイスとして機能する。その画像生成部41は、各VTR5R、5Lと上記カメラユニット1の各カメラ10a、10bとに接続される。そのモータコントロール部42はモータコントローラ44に接続され、そのモータコントローラ44はモータコントロール部42と上記カメラユニット1の第1、第2サーボモータ14、17とのインターフェイスとして機能する。上記操作装置8は、上記カメラユニット1のジンバル機構操作用のジョイスティックを有するジンバル機構操作部45と、映像信号の処理選択スイッチを有する映像処理操作部46とを有する。そのジンバル機構操作部45と上記ヘッドモーションセンサ30とはモータコントロール部42に接続される。その映像処理操作部46と上記頭部装着型表示装置7の各表示制御装置27a、27bとは画像生成部41に接続される。
【0017】
上記画像生成部41のコンピュータとモータコントロール部42のコンピュータとは、記憶したプログラムに従い、観察者20の操作による操作装置8からの信号とヘッドモーションセンサ30からの信号とにより、互いに同期しながらシステムを制御する。
【0018】
すなわち、クレーン車3によって任意の高さに設定された展望位置にカメラユニット1を位置決めし、ジンバル機構操作部45のジョイスティックを操作すると、その操作に応じてモータコントロール部42は視野方向指示信号を出力し、この信号により各サーボモータ14、17が駆動される。これにより、カメラユニット1の各カメラ10a、10bはピッチ軸12およびヨー軸16まわりに旋回し、図5に示すように、任意方向の視野内の景観Aを撮影する。この撮影と同時に、映像処理操作部46の録画指示スイッチをオンすることで、画像生成部41は各VTR5R、5Lに各カメラ10a、10bにより撮影された映像の画像信号の記録を指示する。これにより、その撮影された映像は各VTR5R、5Lに録画される。この録画に際し、各VTR5R、5Lから記録映像の画像信号がモニター信号として画像生成部41に入力され、画像生成部41は頭部装着型表示装置7の各表示制御装置27a、27bに、そのモニター信号を出力する。ここで、一方のカメラ10aにより撮影された映像のモニター信号は一方の表示制御装置27aに出力され、観察者20の左右一方の目により視認され、他方のカメラ10bにより撮影された映像のモニター信号は他方の表示制御装置27bに出力され、観察者20の左右他方の目により視認され、景観は立体画像として知覚される。
【0019】
次に、その映像処理操作部46の再生指示スイッチをオンすると、画像生成部41は各VTR5R、5Lに録画した映像の画像信号の出力を指示する。これにより、各VTR5R、5Lから記録映像の画像信号が画像生成部41に入力され、画像生成部41は頭部装着型表示装置7の各表示制御装置27a、27bに、その記録映像の画像信号を出力する。ここで、一方のカメラ10aにより撮影された映像の画像信号は一方の表示制御装置27aに出力され、観察者20の左右一方の目により視認され、他方のカメラ10bにより撮影された映像の画像信号は他方の表示制御装置27bに出力され、観察者20の左右他方の目により視認され、図6に示すように、景観が立体画像Bとして知覚される。
【0020】
また、映像処理操作部46の切り換えスイッチをオンし、表示指示信号をオンすると、画像生成部41は各カメラ10a、10bにより撮影された映像の画像信号をリアルタイムで取り込み、その画像信号を頭部装着型表示装置7に出力して観察者20に撮影された映像をリアルタイムで視認させる。この際、ジンバル機構操作部45の切り換えスイッチをオンすると、モータコントロール部42は、ジョイスティックではなく、上記ヘッドモーションセンサ30により検知される観察者2の頭部の動きに対応して視野方向指示信号を出力し、各サーボモータ14、17を駆動するものとされている。
【0021】
上記実施例によれば、実際の展望位置から撮影した景観の映像を頭部装着型表示装置7により観察者20に視認させることで、その展望位置から離れた場所で、実際には未だ建設されていない建造物からの景観と同様の仮想空間を観察者20に提供できる。これにより、観察者20は未建設の建造物からの眺めを現実さながらに体験でき、時刻によって実際に景観が変化する様子を知ることもでき、その得られる景観は建造物の設計等における非常に有効な参考資料にもなる。また、上記実施例では観察者20は立体的な景観を視認することができ、より臨場感溢れる景観を満喫できる。さらに、観察者20は撮影された映像を頭部の動きに応じてリアルタイムで視認することもでき、これにより、実際の観察時点での景観をより現実に近い状態で視認することができる。
【0022】
なお、本発明は上記実施例に限定されない。例えば、カメラユニット1で撮影する映像を広角で取得してVTR5R、5Lに記録しておき、画像生成部41は広角で取得した映像の一部を再生時に頭部装着型表示装置7により表示させ、その表示映像をヘッドモーションセンサ30の動きに応じて変化させるものであってもよい。例えば、その画像生成部41は、広角で取得した映像を全て取り込んで記憶する領域を有し、ヘッドモーションセンサ30の動きに対応する信号により指定された記憶領域の映像を頭部装着型表示装置7に出力する。
【0023】
また、カメラユニット1を上記実施例のようにロープを介し吊り下げる場合、各カメラ10a、10bの視野方向を検知するためにジャイロコンパスを組み込み、モータコントロール部42は、そのジャイロコンパスによる視野方向の検知信号に応じ、ジンバル機構操作部45の操作により指定された視野方向の指示信号を補正し、指定された方向の景観を正確に撮影できるようにしてもよい。また、カメラユニット1と架台との間に防振構造を介在させてもよい。また、カメラユニット1の展望位置への位置決めはクレーン車3によるものに限定されず、例えば、建築用の仮設足場に設置してもよい。また、カメラユニット1により得られた景観に、CGにより作成した例えば建造物の一部(窓枠等)の画像を重ねて表示してもよい。また、景観は建造物の高層階からのものに限定されず、遠隔地の低層建築物からの景観や、海中建築物からの景観等であってもよい。また、景観として遠景のみを再現するような場合は立体視は不要なので、カメラユニット1を単一のカメラにより構成してもよい。
【0024】
【本発明の実施態様】
本発明による景観表示システムにおいて、その撮影手段は、右眼用映像の撮影部と左眼用映像の撮影部とを有し、その録画手段は、右眼用映像の録画部と左眼用映像の録画部とを有し、その表示装置は、頭部装着型とされるとともに、再生された右目用映像を観察者の右目に視認させ、再生された左眼用映像を観察者の左眼に視認させるのが好ましい。これにより、立体的な景観を視認することで観察者は臨場感溢れる景観を満喫できる。
【0025】
その撮影手段による景観撮影方向を3次元方向に変化させる手段を備えるのが好ましい。これにより、広い視野に亘る景観を表示することができる。
【0026】
その撮影手段によって撮影された映像を頭部装着型表示装置によりリアルタイムで観察者に視認させることが可能とされているのが好ましい。これにより、実際の観察時点での景観を得ることができる。
【0027】
また、その観察者の頭部の動きを検知する手段と、その動きに応じた信号により頭部装着型表示装置により表示される映像を変化させる手段とを有するのが好ましい。これにより、観察者は頭部の変化に応じた景観を視認することができ、より現実に近い状態で景観を視認することができる。この場合、景観表示システムの撮影手段は景観を広角で撮影し、その頭部装着型表示装置は録画された景観の一部を表示し、その表示画像は観察者の頭部の動きに応じ変化するのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の景観表示システムの構成説明図
【図2】本発明の実施例のカメラユニットの斜視図
【図3】本発明の実施例の頭部装着型表示装置の構成説明図
【図4】本発明の実施例の景観表示システムのブロック図
【図5】本発明の実施例の景観表示システムの録画状態を示す図
【図6】本発明の実施例の景観表示システムの表示状態を示す図
【符号の説明】
1 カメラユニット
5R、5L VTR
7 頭部装着型表示装置
20 観察者
Claims (1)
- 景観の撮影手段と、この撮影手段をその景観の展望位置に位置決めする手段と、この撮影手段によって撮影された映像を録画する手段と、その録画された映像を再生して観察者に視認させる表示装置と、その表示装置に接続される画像生成部を備え、
その撮影手段は、右眼用映像の撮影部と左眼用映像の撮影部とを有し、その録画手段は、右眼用映像の録画部と左眼用映像の録画部とを有し、その表示装置は、頭部装着型とされるとともに、再生された右眼用映像を観察者の右眼に視認させ、再生された左眼用映像を観察者の左眼に視認させ、その撮影手段による景観撮影方向を3次元方向に変化させる手段を備え、その観察者の頭部の動きを検知する手段と、その動きに応じた信号により頭部装着型表示装置により表示される映像を変化させる手段とを有し、
その撮影手段によって撮影された映像は広角で取得されて録画され、
その画像生成部により、その広角で取得された映像の一部を再生時に前記表示装置により表示させ、その表示映像を観察者の頭部の動きに応じた信号により変化させる景観表示システム。
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